Урок №60 Устойчивость и смена экосистем.
Типы равновесий экосистем
В основе сукцессии лежит неполный биологический круговорот в данном сообществе. Каждый живой организм в результате жизнедеятельности меняет вокруг себя среду, изымая из неё часть веществ и насыщая её продуктами метаболизма.
Растения аккумулируют солнечную энергию, запасают её в виде органических соединений.
Часть этой энергии расходуется самим растением. Оставшаяся энергия (чистая продукция) распределятся далее по трофическим уровням.
Если организмы будут потреблять меньше энергии, чем производить, то в экосистеме будет происходить накопление органического вещества, если больше — его уменьшение. И то, и другое будет приводить к изменениям сообщества.
При избытке ресурса всегда найдутся виды, которые смогут его освоить, при его недостатке — часть видов вымрет. Такие изменения и составляют сущность экологической сукцессии.
Изменения сообщества всегда происходят в направлении к равновесному состоянию.
Если прирост биомассы растений покрывает затраты энергии других организмов сообщества, то биомасса организмов в такой системе остаётся постоянной, а сама система неизменной, или равновесной.В таком случае прирост биомассы будет потрачен на поддержание жизнедеятельности организмов. Такое сообщество будет замкнутым. В замкнутом сообществе не происходит поступления дополнительной биомассы извне. А собственный суммарный прирост биомассы полностью расходуется на поддержание его жизнедеятельности.
Итак, это первый тип равновесия экосистемы, характерный для замкнутого сообщества.
Примером второго типа равновесия может являться текучая река. В ней органическое вещество возникает не только в результате деятельности автотрофов, но и благодаря притоку веществ.
В таком типе равновесия расходы на поддержание жизни сообщества равны приросту биомассы собственных автотрофов плюс биомасса органического вещества, которая поступает извне.
Третий тип равновесия характерен для сельскохозяйственных экосистем.
Здесь происходит постоянное изъятие органических веществ (то есть урожая). В таких экосистемах равновесие практически отсутствует. Обратного возврата использованных веществ не происходит. Поэтому для существования такой экосистемы человеку необходимо искусственно поддерживать сообщество.
Любому сообществу свойственны общие изменения, которые не зависят от видового состава или географического местоположения.
Выделяют главные свойства сукцессионных изменений.Первое свойство. Виды растений и животных в процессе сукцессии непрерывно сменяют друг друга.
Второе свойство. Во время сукцессии происходит повышение видового богатства.
Третье свойство. По мере увеличения видового богатства происходит возрастание биомассы органического вещества.
Четвёртое свойство сукцессионных изменений. На поздних стадиях сукцессии снижается скорость прироста биомассы сообщества и увеличивается количество энергии, которая необходима для поддержания его жизни.
Если сравнивать зрелое сообщество и молодое, то можно сказать, что зрелое сообщество с его большим разнообразием и обилием организмов, развитой трофической структурой и с уравновешенными потоками энергии способно противостоять изменениям физических факторов (например, температуры, влажности) и даже некоторым видам химических загрязнений в гораздо большей степени, чем молодое сообщество.
В зрелом сообществе прирост биомассы (продукция) уменьшается. Однако потребление органических веществ гораздо выше, чем в молодом сообществе. Молодое сообщество, в отличие от зрелого, способно производить новую биомассу в гораздо больших количествах, чем старое.
Таким образом, устойчивость экосистемы обеспечивается видовым разнообразием растительного и животного мира, способностью к саморегуляции численности компонентов всего биоценоза путём ограничения числа особей в популяциях, высокой первичной продуктивностью, отсутствием неиспользованных органических остатков, а также стабильностью климатических факторов.